随形冷却：提高零件质量并缩短注塑周期时间
发布于2023年3月23日
设计注塑零件时的一个常见挑战是考虑零件设计中不同区域的冷却速率。为了使模具正确顶出零件，当然必须对其进行冷却。然而，对于大批量或几何形状复杂的零件，零件的某些区域可能会以不同的速率冷却，从而导致循环时间更长并可能发生翘曲。为了避免这些问题并提高模具的生产率，零件可以设计为集成随形冷却通道，使水能够进入零件内的更深区域，提供更均匀的冷却，减少循环时间和缺陷的发生。这些方法已经存在了一段时间，但金属 3D 打印的进步为工具制造商带来了新的随形冷却几何形状和由此产生的解决方案。
图 1：注塑模具设计中融入的随形冷却通道。降低零件翘曲的风险
在成型过程中，零件从塑料的外表面到内核冷却，理想情况下，当零件设计为壁厚一致时，零件所有区域的冷却速度相同。当注射成型简单、均匀的零件时，传统冷却通常不会带来任何挑战，因为零件的所有区域通常以相似的速度冷却。
然而，如果零件设计几何形状复杂，则零件可能无法在所有区域以均匀的速度冷却，从而导致潜在的翘曲或更长的冷却周期，以确保零件在顶出前固化。事实是，在零件几何形状日益复杂的当今世界，很难实现完全均匀的冷却速率。在小批量运行的情况下，稍长的冷却周期带来的低效率可以忽略不计，对于成型商来说是可以容忍的。然而，在大批量运行的情况下，这些效率可能是提高生产率或减少浪费的机会。随形冷却的最终效率取决于许多因素，包括冷却通道的设计、零件的设计、模具设计甚至成型配方。如果实施得当，随形冷却解决方案可以将模具产量提高 50% 或更多。
传统冷却
图 2：注意高热梯度和突出的红色热点。 3：在热点区域，翘曲程度较高，可能会导致不良品。随形冷却
在模具中加入随形冷却通道将有助于解决导致翘曲的热点问题，从而生产出质量更高的零件，同时减少材料浪费和缺陷。
图 4：通过在注塑模芯 (L) 和型腔 (R) 中设计随形冷却通道，空气能够进入模具的内部区域，以均匀的速率冷却零件/产品。图 5：注意均匀的温度分布和较低的热梯度。 6：由于均匀冷却，所得零件/产品的翘曲程度最小。更快的周期时间
除了获得更高质量的最终结果和更低的缺陷风险之外，随形冷却通道通常显着 减少模具周期时间。在下面的示例中，采用随形冷却将这种大批量塑料部件的循环时间缩短了近 40%，从而将模具生产率提高了近 50%。
图 7：注意已集成到该大批量零件工具中的随形冷却通道（多种颜色）。图 8：随形冷却使所示零件的循环时间缩短了 40%。随形冷却适合您的需求吗？
在注塑模具中加入随形冷却通道在各个行业和产品类型中都很流行，特别是在生命科学和消费产品领域，这些领域的零件具有复杂的几何形状或高模具体积很常见。如果您计划通过注塑成型生产大量零件并且担心翘曲，那么采用随形冷却设计注塑模具工具可能是有助于缩短周期时间和降低零件成本的正确解决方案。为了确保通道针对零件的几何形状和特定应用进行正确设计，必须与经验丰富的模具设计师合作，他们了解如何将这些新颖的方法集成到高精度模具中。
在 SyBridge，我们的工程师是注塑和模具设计流程方面的专家，并与不同行业的公司合作，帮助他们在提高模具生产率、减少缺陷和生产更高性能的零件方面取得令人难以置信的成果。无论您已经拥有模具设计并认为添加随形冷却通道会受益，还是您正在设计新零件或产品，我们的团队都会随时为您提供帮助。
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